200301870 玖、發明說明 【潑^日月所屬戈^術^領域^ 發明領域 另外兩個關於磁性隨機存取記憶體陣列之應用是在共 5同待番之美國專利申請案號（111>文件號碼10019965-1)標題 stylus based input dev1Ces utilizing a magnetic random access memory array，’以及共同待審之美國專利案號_ -(HP 文件號碼 /⑻20450])標題為，，An integrated digitizing tablet and color display apparatus and method of 10 〇Perati中說明，其揭示内容因此在此併入作為參考。 t ^ 發明背景 本發明通常是關於數位輸入裝置並且更尤其本發明是 關於使用磁性隨機存取記憶體（MRA⑷装置，作為與顯示 15系統整合之數位轉換裝置中之數位轉換陣列。 數位轉換系統對於熟習此系統之人士為所熟知。典型 地電子磁性陣列或其他形式的系統，對於由使用者使用光 筆直接在格子上輸入資料響應，並藉由寫字，緣圖或將光 筆指向數位轉換陣列而控制各種電腦功能。在一些實施例 20中在監視器上直接將數位轉換器定位；其他的實施例並兩 個袭置分開。通常，當須要較例如監視器螢幕之顯示裝置 尺寸為大的工作表面時使用各別的數位轉換器。當可攜帶 性與尺寸為重要時使用整合式數位轉換器與顯示裝置：因 此’各種形式之電腦系統使用以光筆為主之技術並包括可 200301870 玖、發明說明 心式系統’桌上式系統，可傳輸或以終機為主之系統。 顯示系統 同顯示表面上直接 此整合式數位轉換顯示系統只以此方式整合即它們為 共=安裝於共同裝置中。它們並非整合成須要信號 由數位轉換器所產生的信號轉換成與此顯示器相 谷之K言號。因此’在甚至最簡單之數位轉換 (其被整合用於與此數位轉換器位於相 輸入）中涉及額外之電路與複雜性。 在習知技術中存在數種光筆輸入數位轉換裝置。一種 形式是關於將光筆之尖直接接觸電容—電阻陣列。當此光 10筆之尖，例如金屬尖端或甚至使用者手指置於靠近數位轉 換塾之經選擇區域時，此在墊中之電容電阻電路偵測出光 筆之置放，且根據所熟知以格子為主之陣列之數學公式算 出其位置。此電容電阻陣列是典型地使用例如可攜式數: 轉換螢幕或對手指敏感滑鼠墊之裝置中小的區域上。 15 第二習知技術系統使用電磁轉換器，其與磁場筆尖之 光筆或與產生電磁場之光筆交互作用以輸入資料並執行使 料所期望之動作。此光筆之筆夹與在數位轉換器上之場 父互作用以傳送來自使用者之資訊與資料。典型地此等交 叉線之格子所產生之場可以主動或被動地被由光筆產生之 20場修正。此等交叉線在交互作用期間可以感測出筆尖之場 並產生響應信號，或可產生由光筆所改變之場。 另一個貫施例為此光筆具有射頻信號傳送器以發出信 號給數位轉換陣列，其然後使用在此陣列中之接收電路偵 測此所傳送之信號。以替代的方式，可以將墊之位置覆蓋 200301870 玖、發明說明 並且此由光筆所產生之射頻信號與陣列交互作用，並且由 在光筆本身中之接收器所接收。 此外，另一個實施例可以包括光源，例如設置在光筆 之筆尖中之可見光或紅外線而從墊反射。此光筆使用例如 5 CCD攝影機之影像裝置，以光學方式偵測返回信號，以及 此光筆與數位轉換器交互作用之位置。此系統然後將所接 收之信號與位置處理與解碼以確定適當之資訊。 此等系統各有一些成果；然而各有限制使其難以或令 人不想使用。例如，此直接接觸技術在正常操作期間會受 1〇到刮傷與磨損，且相較於其他技術具有低的耐用性。 此佈線一格子（wine-grid)電磁技術執行昂貴且須要用 於較大解析度之許多個別的佈線。此外，電磁數位轉換器 典型地須要在佈線-格子感測器後之平坦磁性材料而展蔽 此系統防止雜散之磁性效應。在可攜式使用中，這使得執 15行此技術之系統較所須的為重。在以光為主的系統中，必 須將此光筆接線至轉㈣陣列，纟且須要複雜的電子設備 用於產生光源，以及必須包括與擴展CCD攝影機以製成此 種光筆。 所有各種形式習知數位轉換技術共同的缺點有，必須 -直對此數位轉換陣列提供電力，以維持此使用者光筆數 位轉換器之交互作用。此外，使用者必須將資料儲存至長 期儲存體例如，在電腦系統上之硬碟機，以便保存使料 光筆交談之内容。此外，在可攜式系統中，必須將使用者 之輸入健存於長期記憶體中，並且除非提供電力以保存 200301870 玖、發明說明 在：憶體中之資訊，否則此資訊無法保存在數位轉換器上 ’其典型地以顯示系統覆蓋，以致於在此裝置重新開始時 使用者可保存最近使用的資訊。 數位轉換陣列與顯示系統匹配，以提供容易的方法以 圖戏看其結果。例如，此數轉換陣列可以鋼錫 乳化物是顯示面板覆蓋，以致於如果使用者使用光筆作為 ^數位轉換器之介面，則當使用者與其交互作用時，此等 影像立刻顯示於光筆下。這使得使用者可與螢幕交互作用 如问=貫資料交互作用—段’或如同使用筆在實際輸入 板上馬字—樣’此種技術總是須要使用輸人信號處理器， 其與數位轉換器協調經由電磁脈衝，光線脈衝，電阻:互 作用或經使用之系統以接收使用者輸人以處理在顯示裝置 部份上顯示之信號。 15 此所須要的疋一種改良式數位轉換裝置其較習知 技術“具有較大的解析度’較容易製造，且在實際使用 ^更為耐用。此外’所須要的數位轉換裝置其可與顯示 裝置整合i體’且其可以與使用相同處理方法與技術^ 例如電致發光裝置之顯示器一起製造。 【明内】 發明概要 根據本發明而揭示—種積體數位轉換輸入板與顯示裝 置’此裝置之數位轉換輪人板部份是由磁性隨機存取 _鳩)胞之陣賴構成，其中倾讀胞對外部施加: 磁場響應。各記憶胞具有磁性位元在外部施加的磁場下改 20 200301870 玖、發明說明 =向’當對此陣列施加第二電場時，其根據該位元之方 =生電氣信號。此顯示器是由像素單元之陣列所構成， MR 早几連接至MRAM胞之—，且由其所連接之 5 T胞產㈣⑽㈣ϋ咖 10 15 :位㈣輸入板與顯示器，其中數位轉換單元直接控制 μΓ70而無須另外的處理器。此外，此磁場可以是由 =互作用所產生之固定或可變之場，此光筆具有固 疋豕^或承载電流筆尖以提供可變磁場。此外還有，此 光筆可以與讀梅車列交互作用，以顯示典型地與整合式 數位轉換寫子板與顯示器有關之電腦系統所執行之。 =典？是在此技術，所熟知之例如右滑鼠點擊 左“點擊或其他之選擇功能與特性。在一實施 示部仍是薄膜電晶體顯示器，但亦可實施： 以電日日體為主顯示系統。 本發明更包括-種方法，將在本發明整合式數位轉換 輸入板與顯示器中使用者輸入轉換式影像資料。因此，本 方法包括提供―種罐賴胞與像素單元之積體化陣到’夂 MRAM胞具有磁性位元其當施加磁場時改變方向，且: 敗鳩胞更連接至像素單元，對此陣列施加磁場改變㈣ ::胞至少一部份之磁性位元之方向;對此陣列施加輪 =氣信號’並啟動連接至所受影響罐鳩胞之像素單元 Γ此影像。本方法亦可包括施加與第一磁場獨立益關 之弟-磁場，以改變此等MRAM胞之至少第二部份之磁性 位兀之方向’以提供更大的彈性或使得此第二使用者可以 20 200301870 玖、發明說明 與第一使用者一起與此顯示數位轉換組裝交互作用。可以 施加兩個以上之磁場且彼此獨立無關地處理。 本發明另一實施例包括整合式數位轉換與顯示單元。 此正a式單元包括主動連接至顯示像素單元之胞， 其中MRAM胞之功能直接控制顯示單元之功能而無須進一 步處理MRAM胞之内容。 本奂月之4寸性與優點可以由以下之說明並參考所附之 圖式對熟習此技術之人士成為明顯。 圖式簡單說明 第1圖為根據本發明具有顯示單元之數位轉換系統之 概要圖式。 第2圖為由第1圖在磁性隨機存取記憶體（mram)數位 車τ換墊上所留下執跡之光筆交互作用之概要圖式。 第3圖說明由感測與位元線所控制之Mram胞之陣列 15 之概要圖式。 第4圖說明根據第2圖之寫字板之與數位轉換寫字板交 互作用之光筆之侧面橫截面圖。 第5圖為使用入資訊用於本發明2MRAM數位轉換系 統中顯示器之方法步驟。 2 0 锋〔
弟6圖說明根據本發明由顯示裝置所覆蓋之數位轉換 器之概要圖式Q 第7圖說明根據本發明之MRAM數位轉換器寫字板與 置於其表面上之顯示器之操作之橫截面侧視圖。 第8圖說明根據本發明所使用設有MRAM胞之電路陣 10 200301870 玖、發明說明 列概要圖 第9圖說明根據第7圖之 & 找要圖式與電致發光像素一起 製造之MRAM胞之橫截面圖式。 第10圖說明與電致發光傻 九像素乂互作用之MRAM胞（其 位於像素之下）之另一實施例。 第U圖說明根據本發明使用於啟動像素之MRAM之另 一實施例之概要圖式。 之 第12圖說明根據本發明被執行以啟動像素之記憶胞 另一實施例之概要圖式。 10 【實方式]| 較佳實施例之詳細說明 為了簡便與說明之目的，Φ业益 △ — 主要猎由麥考典範實施例而 說明本發明之原理。麸而，斟 、、向對於知％t此技術的人士很容易 瞭解，相同的原理同樣適用於呈右 _ IK Wy具有顯不器之許多形式之數 15 位轉換系統。 在第1圖中說明根據本發明連接至顯示系統之數位轉 換裝置。此所揭示之數位轉換器100其使用磁性隨機存取 C憶（MRAM)胞陣列而作用為以光筆為主之輸入裝置，數 值轉換器100耦合連接至信號處理器102，其更連接至顯示 20系統104。信號處理器接收來自數位轉換器100之信號 ，並將其處理用於在祝頻顯示器1〇4上顯示。數位轉換器 1 〇〇為熟習此技術人士所知更包括控制邏輯丨05，其使用在 例如陣列讀取，陣列寫入，與陣列清除期間控制此數位轉 換器100。 11 200301870 玖、發明說明 在第2圖中更詳細顯示數位轉換器100，其說明在數位 轉換器100表面上之光筆尖之軌跡。數位轉換器⑽是由記 fe胞106之陣列構成。各記憶胞根據在單元1〇8中所發現磁 性位兀之方向而具有至少兩個狀態可能。當與數位轉化器 5 ι〇0之表面交互作用之光單之軌跡產生時，此在胞中位元 重新取向，造成記憶胞106之狀態改變至如胞108改變成如 於胞108中所示。執跡11〇說明由光筆所採取之路徑。然後 將電氣信號施加於記憶胞陣列1〇6作為讀取信號，以產生 由位元改變所修正之此等胞之讀取輸出。此等讀取輸出信 10號（其為由於位元位置改變所造成之修正電氣信號）然後被 迗至第1圖之信號處理器102，在該處根據使用者所繪製的 圖案處理。此軌跡110然後顯示於顯示單元丨〇4上。 MRAM胞成為長期儲存之另一種方式，且此等職鳩 胞具有半導體記憶體快速存取之類似性質。他們可以作為 W長期儲存裝置因它們具有永久儲存資訊之能力。此嫌鳩 胞根據置於圖案化薄膜磁性元件中磁化之磁性方向而儲存 資訊位元。此磁性薄膜被設計成具有兩種穩定且不同之磁 性狀態。此穩定的磁性狀態界定二進位⑴或二進位⑼。 雖然數位資訊是儲存於磁性薄膜中，許多層之非常小心控 20制之磁性與介電層是與記憶體元件有關。 MRAM胞之-例使用旋轉隨道效應且被知為旋轉隨道 裝置。第3圖說明此種MRAM胞1〇6之概要圖式。嫩糊包 106包括隨道阻障層，資料儲存或感測層如，以及束 考薄膜或固定層304。此固定層3〇4具有固定之磁性方心 12 200301870 玫、發明說明 關切的粑圍中在所施加的磁場中不會旋轉。感測層 所^有磁性方向是在與固定層3G4狀態對準之狀態以及 ’、口疋層3〇4狀態未對準的狀態之間可以變化。此等狀態 各對曰應於低電阻狀態與高電阻狀態。絕緣之隧道阻障層 3⑻是夾在磁性㈣層3G4與磁性感測層3()2之間。此絕緣 通逼阻(V層_允許在感測層3()2與固定層綱之間產生量 子機械隨道。此隧道效應是取決於電子旋轉，造成記憶胞 之電阻以感測層與㈣層之相對磁化方向為函數而變化。 10 15 20 此經選擇記憶胞1〇6之磁性狀態可藉由對通過此經選 擇記憶胞H)6之字元線谓與位元線31()施加電流而改變。 :等電流產生兩個垂直的磁場，當組合時層將此經選擇記 憶胞_之磁化方向在對準與未對準狀態（亦各被知為平行 與反平行狀態）之間切換。其他未經選擇之記憶胞只從通 過此等未經選擇記憶體之字元線或位元線接收磁場。此單 一之場並不夠強以改變此等未經選擇記憶胞之磁化方向， 因此它們保持其磁化方向。t將具有磁性尖端之^筆置於 *近此等記憶體時，則施加足夠的場以造成記憶胞磁性狀 恶之改變。此導致在平行與反平行狀態之間方向之改變。 此除了習知技術之外使用Mram之優點為，此mram 在沒有任何外力施加的情形下永久保持其磁化方向。這表 不不須對MRAM胞施加電場或電流以便維持其磁性位元之 磁化方向。因此，如果將此裝置之電源切斷（加⑺〇ff)，則 上次在此胞上所施加的方向將永久地保存。一旦此系統重 新開啟電源，則讀出作業表面其狀態被維持並且因此其方 13 200301870 玖、發明說明 向被保存。這允許發出信號告知此信號處理器，並且因此 允許在顯示裝置上顯示在電源關閉（off)之前使用者先前在 數位轉換陣列上所繪製之圖形。 在一實施例中，此系統使用具有磁性筆尖而可以掃瞄 5此數位轉換陣列之光筆。在此墊之表面下設有MRAM胞陣 列其非常類似於先前說明之MRAM結構。當此光筆移動時 在此光筆之筆尖中的磁鐵所產生的磁場造成在光筆移動的 之路徑中位元之反轉（flip)，並留下如第2圖中所示之執跡 。此MRAM陣列被持續讀取與掃瞄其記憶於其中位元圖案 1〇中之改變。當此光筆橫跨此陣列移動時，其軌跡改變圖案 且其路控顯示於顯示器上。 在一實施例中，此在第4圖中所顯示之光筆筆尖包括 產生已知磁場之永久磁鐵。此磁鐵可以設置於與輸入板交 互作用的筆尖中，或此光筆可以被塗佈磁性材料其產生磁 15場而可影響MRAM記憶胞。在數位轉換器中可發現支援驅 動電子設備且為熟習此技術人士所熟知。最初此驅動電子 設備將記憶胞中陣列中所有位元設置於第一方向。當此光 筆尖跨越此陣列移動時，此磁場導致位元改變方向與其原 來對準的方向相反。當被使用者指示時，此等驅動電子設 20備可以週期性地將所有之位元重新設定至原$的方向。 在另一個實施例中，此光筆112之筆尖可使用承載電 流線圈而產生變化磁場。由於可藉由改變其方向與大小Z 改變電流，此在記憶胞中受影響之位元將被置入獨特的模 式，因為其時間與空間均改變以響應使用者以光筆所選擇 14 200301870 玫、發明說明 電流之模式。此電流之模式可藉由使用者將筆尖，對陣列 =改變，其可以代表按-操作例如在滑鼠式指點裝 置上之按紐操作，或選 在先筆上一或多個按鈕，1可以 代表不同鍵點擊（例如在 月心1f之右、左或中按鈕選擇）。 在另一實施例中，此變化帝 义化之甩极拉式亦可代表變化之顏色 ’其在以下將詳細說明。 此外纟於MRAM胞與其他之胞與尖筆獨立無關地操 作’而可以使用多於—個的光筆。因此，可使用多個光筆 各彼此獨立無關地操作因 10 15 马匕們所衫喜之記憶胞亦彼此獨 立無關地操作。因n 此所况明光筆之使用只作為本發明 之典範而非限制。例如’可以實施多指之輸入系統。此多 指之輸入裝置可以在手套陣列中實施，其中各指具有個別 ’扁馬之光筆以產生對其他信號獨特之選擇信號。此多指輸 入系統可以使得使用者可以在根據本發明之在下面的 MRAM感測為陣列上產生多個軌跡。此磁胞陣列對磁場敏 感。將此由光筆所產生之磁場之力量選擇足夠強，而可未 直接接觸㈣㈣測出。此允許在MRAM胞之頂表面上設 置覆蓋’以致於可以直接在墊（pad)上寫字，而無須顧慮刮 傷或損害在下面螢幕或陣列之表面。 第5圖說明一種方法之流程圖，其使用根據本發明之 MRAM胞陣列作為數位轉換裝置。首先，如同在方塊遍 中所不，形成此種記憶胞之陣列。此記憶胞包括另外的控 制邏輯以辨識此光筆所交互作用之數位轉換面板上之特殊 位置，此偵測出改變在此等所選擇胞中位元方向之光筆之 15 200301870 玖、發明說明 5 交互作用使得可以發出信號給信號處理單元，其然後造成 軌跡在根據本發明之顯示裝置上顯示。—旦獲得祖歲胞 陣列，然後如同在方塊502中所示，此使用者經由光筆對 在陣列中之記憶胞施加磁場，以便在顯示器上產生軌跡線。 然後，如同在方塊5〇4 φ讲- ^ ^ 中所不，此糸統對此陣列施加 s貝取電氣信號，以便確定此使用者經由使用光筆改變了那 些記憶胞。此電氣信號被所影響之記憶胞修正而送至 處理器，在此處它被處理以辨識那些記憶胞被修正。一^ 此等冗憶胞被辨識，則對靡 10 、子應於在數位轉換器上記憶胞位置 广上之像素被啟動在顯示器上複製此軌跡。在光筆盘 數位轉換器面板之交互 /、 丨用』間，此系統確定此使用者是 mrax/方塊5Gb中所示之特殊行動。如果使用者僅對 RAM陣列施加磁場， 各信號讀取輸出”」 同於方塊5°8所示，從 15 否則，如果此系統偵測出此使用者 已執行所期望之行動，刖士备^ 尤用有 ^ ^ 則此糸統如同於方塊510中所示， 執订由使用者所要求的行動 用者以例如滑鼠或滾…1Γ型地類似於此使 等行動可以勺括亡，所可能採取之行動。此 G括右或左滑鼠點擊或中 20 執行或網頁之開啟执...、占# 式之 之操作範圍中亦可方便地位於由使用者所實施的光筆 由各旦此阵列具有施加於它之電氣信號，並且已 512中所广出信號’則此信號處壇器如同於方塊 D 1 Z平所不處理μ 號所辨認之影像次氣信號並且對應於從輸出電氣信 貝枓在顯示器上顯示影像。應注意此輸出 16 200301870 玫、發明說明 !氣信號在任何時間可以提供輸“於在數輯換器上所 貝她之軌跡，並且在本發明中亦考慮將不同的顏色使用於 不同的執跡或光筆之行動。 10 、在第6圖中祝明本發明之另一實施例。在第6圖之概要 圖式中也明與數位轉換MRAM陣列⑽實體匹配之顯示面 板1〇4。顯示器104是設置於數位轉換器1〇〇上，以致於當 使用者以光筆在顯示器104之表面緣圖時’其磁場與在下 之陣歹U00父互作用，並且造成正好在光筆與顯示面板交 互作用之處劃出執跡。將信號發送至信號處煙器⑽並且 ，後送至顯示面板1G4而用於顯示。將數位轉換裝置剛與 頒不I置104整合是具有優點，此例如是使用於膝上型電 腦與個人數位助理（PDA)裝置等。 本發明之另一實施例如同在第7圖中說明，將顯示裝 置104與數位轉換裝置1〇〇匹配，以致於此數位轉換器使用 I5 MRAM胞’主動地控制在顯示面板1〇4中所發現之顯示像 素。在此種形式系統中所使用之顯示面板典型地使用例如 在主動矩陣中之電晶體，且為熟習此技術之人士所熟知。 此根據本發明之在陣列中之MRAM胞與所選擇之電晶體匹 配，以啟動在顯示器中之像素。 第8圖說明由整合於第一數位轉換顯示系統2〇〇中之記 憶胞所控制之像素陣列之概要圖式。各像素2〇2是由位於 帶點方塊中之内容所代表，且亦包括：像素致能線2〇6、 第列記憶胞電壓線208，以及第二列記憶胞電壓線21 〇。 各顯示像素202包括MRAM胞212，固定介於兩個不記 17 200301870 玖、發明說明 憶胞電壓線2〇8與21〇之間。記憶胞電壓線21〇更耗合連接 至例如是場效應電晶體之切換裝置214,其源極•馬合連接 轉素致能線206。電晶體214控制像素二極體216。在此 ㈣中’像素二極體216產生紅色光’而以-系列紅、綠 與監色素提供給相鄰之像素，以提供顏色顯示並說明 MRAM陣列數位轉換器之實施’其經由使用光筆而控制顏 色震置且提供不同顏色之選擇。當像素216為活性時，它 耗合連接至電容器218，以提供㈣電源給像素216。 10 15 第8圖之陣列200說明從紅、綠、藍（rgb)所選出之三 個像素。此陣列實際上包括多個像素。在包括單—顏色像 素與單-MRAM之個別記憶胞中將三個顏色組合在一起。 口此此p車列包括形成於RGB矩陣中多個彩色像素。雖然 說明對於各顏色有相同數目之像素，但應注意其用意為各 顏色之強度位準通常相同。因此，設計者會將—個顏色之 額外的像素加至另外的像素以便達成相同的顏色強度。或 者各顏色像素之強度可以由另外的記憶胞控制，以致於 只設計成一個顏色一個像素。 此陣列可以包括從在乂與γ方向中只數個像素至大到 任何所須要的數目以提供傳統尺寸之顯示裝置。此種顯示 20器將具有在x與γ方向尺寸中超過一千條線。 第9圖說明以半導體材料所製之單元之橫截面圖。 MRAM胞212疋以半導體材料製成而靠近發光像素216。開 關14 〇括源極連接2 1 §與汲極連接22〇，此開關連接至像 素216而用於啟動。閘極222是形成胞η]之下。 18 200301870 玖、發明說明 此胞亦包括用於形成圖案與製造MRAM胞所須之適當隔離 與導電層以及顯示像素。 第9圖更說明控制單元部&是設置靠近顯示單元(cell) 216 °此磁性切換單元典型地較顯示像素小很多。因此， 5可以將MRAM胞製成靠近顯示像素，因為顯示像素通常至 少大於MRAM胞—個數量等級。例如，MRAM胞具有從〇·2 至2.0微米（1G.6m)之形狀因數，而顯示像素具有4或5微米 或更大之形狀因數。由於其尺寸而可以使用另外的控制開 關，而且除了其他須要之外可以作為亮度控制。 將。己f思胞。又置罪近像素較將記憶胞設置在像素之下使 用更多的半導體表面面積。因此，在第10圖中顯示位於像 Ά 丁單元216下之3己憶胞212之另—個實施例。這使得可 以與在第9圖中所示像素陣列相同的表面面積中達成較大 的解析度與較大的密度。此等記憶胞被移動但是在像素之 15後或之下一段小距離。此距離是足夠的小使得當光筆在數 位轉換顯示器之頂表面上移動時，此光筆仍可與記憶胞交 此所〜加的像素逸、度是使用其他技術其將開關置 於與像素相同的基板中是不可能達成的。此項移動亦使得 磁料元較不容易受到外部磁場影響，其在影響到所給定 2〇 Z憶胞中位元之方向之前將典型地衰減。 第η圖說明如同在本發明中所設想之直接啟動顯示像 素216之另一實施例，其中記憶胞212控制此切換傳送哭 214之源極，這與第8圖中所說明的將記憶胞直接連接^ 換電晶體之間極之情形不同。此陣列包括第—行記憶體電 19 200301870 玖、發明說明 壓控制線232與第二行記憶體電壓控制線234，其與記憶胞 2 12並驷^像素列控制線236轉合連接至電晶體2 14之閘極 田將彳5號施加於電壓線232時，此流經記憶胞2丨2之電流 取决於其中位兀之方向。如果此方向允許電流流經此胞， 5則由控制線236所啟動之開關214，造成像素216之啟動與 顯不。於本發明中亦設想提供其他的胞以形成胞之陣列。 第12圖說明另一個實施例，其將記憶胞212使用於改 良之電路中用於控制顯示像素216之啟動。一對記憶胞212 控制切換電晶體214之啟動。將一對記憶胞212置於差異感 測放大器電路中使用傳統的裝置以確定在經啟動或未啟動 記憶胞中信號之強度。第-胞212接收第一信號且第二胞 接收人第一化唬互補之第二信號。此等補充胞之使用僅作 為典範而使，因為它改善感測電子設備之信？虎對雜訊之 比例。以替代的方式，可以使用單一胞其並不取決於補充 15 胞以減少雜訊或改善準確度。 20 此外，此胞之尺寸取決於所期望之精確度與此整合於 數位轉換系統中之顯示裝置而可調整。例如，目前處理技 術在記憶體陣列之應用中所產生之胞之尺寸是從〇ι微米 至〇.3微米。對於在顯示器與數位轉換系統中之應用，則 可與顯示像素與㈣電路之尺寸相比較之胞之尺寸是可以 接又的，其所提供的尺寸是從㈣至數十微米之尺寸。此 尺寸可調整性提供優於習知技術之另一項優點。 口此，在以上已經顯示可以將使用MRam胞陣列之數 位轉換裝置併人而與顯示裝置交互作用，並且此數位轉換 20 200301870 玖、發明說明 裝置在實際上可與使用薄膜電晶體單元叩 貝不态組合，以 5 10 15 20 致於記憶胞直減動在㈣式矩_示器巾的像素盆仕 果是此數位轉換顯示器須要如果任何則為復少之信號處= 邏輯，此處理邏輯是在其他數位轉換顯示單元中所須。因 此’當此使用者在顯示器上直接，此圖形可以直接 在螢幕上顯示而只須要很少(如果須要任何的)中間處理。
此外，由於此败AM胞陣歹,H乍為可定址記憶體陣列， 此簡化在習知技術系統中典型所須之驅動電子設備。此外 ’此所顯示之影像/圖形或其他界^的資訊由於先前說明 之MRAM胞之本質而可以不揮發消逝的方式儲存。由於 MRAM永久保存記憶體位元之最後所選擇的方向，當此顯 示系統關機（turn off)並且然後再開機（turn 〇n)時，不會產 生資訊之損失。此顯示器作用為可書寫且可重新使用之紙
張媒體而不是傳統的數位轉換器輸入板，其總是須要將資 料存入長期記憶儲存體而非直接存入數位轉換器本身中。 雖然，在本發明之特殊實施例中說明薄膜電晶體 (TFT)單元，亦可使用其他的顯示單元。此外，在此所示 之MRAM胞使用隧道磁阻（TMR)效應，但亦可考慮其他的 MRAM胞。這些包括根據以下效應之胞：磁阻（MR)效應、 大型磁阻（GMR)效應、磁隧道接合（MTJ)效應，或巨型磁 阻效應（CMR)效應。 有四種非常不同的物理效應其產生不同形式之磁阻 (MR) ·· AMR(非均向性）、Gmr(大型）、TMR(隧道）以及 CMR(巨型）。隧道磁阻（TMR)或隧道磁阻效應（tmr effect) 21 200301870 玖、發明說明 ’是從磁性隧道接合（MTJ，有時亦稱為SDT接合）中視之 由取決旋轉之隧道（SDT)之物理效應所產生電阻中的改變。 作為說明，此以MTJ為主之胞其行為如同具有兩種狀 態之電阻’具有高電阻狀態與低電阻狀態。此記憶胞連接 5至電晶體開關216之閘極，且選擇記憶胞之電阻以致於取 決於記憶胞212之狀態，驅動電壓會將像素或開關214導通 或切斷。一旦開關214導通（on)或切斷（0ff)，它會導致向列 式液晶顯示為阻止（或允許）光線通過。記憶胞212之狀態是 藉由光筆之存在而在位於光筆之筆尖中之磁場中由外部改 10變。此進一步造成開關214切斷（off)或導通（〇n)，以及因此 像素之切斷或導通。 此外，亦將切換與傳送電子設備包括於設計中，以致 於此整個記憶胞陣列可以被更新或拭除、或是個別的記憶 胞可以被導通或切斷或更新。此外，電子設備允許將此在 15記憶胞中之資訊儲存於長期記憶體裝置中，這是在如果陣 列中之内容須要存入但亦須拭除以便可以執行其他的寫入 時實施。 此將顏色應用至記憶胞陣列可以藉由產生不同敏感位 準之記憶胞而達成。這表示與藍或綠的像素不同，此等用 2〇於紅色之記憶胞可以對特定場強度之向列場敏感。這允許 使用者有此選擇藉由主動地選擇所期望場強度之位準（其 可在同時啟動-個兩個或所有三個像素以達成所期望的顏 色結果）而修正正在進行中的顏色。 須暸解上述之配置僅說明用於本發明原理之應用。在 22 200301870 玫、發明說明 不偏離本發明之精神與範圍之前題下，可以由熟習此技術 之人士作各種修正與替代的配置，且所附申請專利範圍之 用意在於包括此等修正與配置。因此，雖然本發明已經於 圖中顯示且以特徵與細節在以上充分說明，關於在目前認 5為本發明之最實際且較佳實施例。然而’對於知曉此項技 術人士而言是為明顯，可以在不偏離申請專利範圍中所設 定之本發明之原理與觀念下作各種修正，其包括但不受限 於.尺寸、材料、形狀、形式、操作與組裝之功能與方式 ，以及所作使用等之變化。 10 【圖式簡單說明】 第1圖為根據本發明具有顯示單元之數位轉換系統之 概要圖式。 第2圖為由第1圖在磁性隨機存取記憶體（MRAM)數位 轉換墊上所留下軌跡之光筆交互作用之概要圖式。 第3圖次明由感測與位元線所控制之胞之陣列 之概要圖式。 第4圖說明根據第2圖之輸入板之與數位轉換輸入板交 互作用之光筆之侧面橫截面圖。 第5圖為使用入資訊用於本發明之mram數位轉換系 20 統中顯示器之方法步驟。 第6圖說明根據本發明由顯示裝置所覆蓋之數位轉換 器之概要圖式。 第7圖說明根據本發明之MRAM數位轉換器輸入板與 置於其表面上之顯示器之操作之橫截面側視圖。 23 200301870 玖、發明說明 弟8圖說明根據本發明所由 7:1尸坏使用玟有MRAM胞之電路陣 列概要圖。 第9圖說明根據第7圖之概要圖式與電致發光像素一起 製造之MRAM胞之橫截面圖式。 第1 〇圖5兒明與電致發光像素交互作用之MRAM胞（其 位於像素之下）之另一實施例。 第11圖說明根據本發明使用於啟動像素之MRAM之另 一實施例之概要圖式。 第12圖說明根據本發明被執行以啟動像素之記憶胞之 10另一實施例之概要圖式。 【圖式之主要元件代表符號表】 100···數位轉換裝置 214···電晶體 102···信號處堙器 216…像素胞 104···顯示面板 218…電容器 105···控制電路 220…沒極連接 106···記憶胞 222…閘極 108…胞 3 0 0…p遂道阻障層 112…磁場 302…感測層 2 0 0…陣歹丨J 304…固定層 202…像素 308…字元線 206···像素致能線 500,502···方塊 208···列記憶胞電壓線 504,506···方塊 210···列記憶胞電壓線 508,510…方塊 212 — MRAM 胞 512…方塊 24